Диссертация (1145505), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Тиетан 80b получается из 47b и фенолят-аниона только в 50%-ном водном метаноле, да ито с примесью около 10% 81b. Соединение 80b не выделено, таким образом, в чистом виде, ноохарактеризовано спектрально.2-Метил-2-(хлорметил)тииран (51) реагирует с фенолятом натрия в этаноле, довольногладко приводя к производному тиетана 83. С точки зрения изложенного, такой результатпредставляетсянуклеофильномуестественным,раскрытиюпосколькузначительно2,2-дизамещённыетруднее,чемтииранымонозамещённыеподверженыаналоги,авнутримолекулярное замещение хлора в молекуле 51, наоборот, должно протекать легко из-засвоеобразного внутримолекулярного гем-диалкильного эффекта.82MeMePhONa, 96% EtOHreflux, 40 minCl61%SS51MeClMeOPh83MeOPhPhONa, aq.
EtOHrefluxMeSSMe5484 (14%)MeSSMeMe85 (10%)Тризамещённый тииран 54 реагирует с фенолятом натрия (в отличие от аминов) в водноспиртовых смесях (50–100% этанола), давая с низким выходом смесь двух продуктов,соотношение которых мало зависит от состава растворителя, и которые удалось разделитьметодом ПТСХ. Оказалось, что речь идёт о тиетане 84 и, что весьма неожиданно,пренилдисульфиде (85).Если образование 84 при полном отсутствии продукта, содержащего тиирановый цикл,можно понять, имея в виду обнаруженную ранее пассивность тиирана 54 при взаимодействии саминами, то продукт 85 выглядит аномальным хотя бы потому, что его возникновениеформально является результатом восстановления 54, а не изогипсической трансформацией.Поскольку в системе, вроде бы, отсутствует явный восстановитель, это выглядит довольностранно, однако на самом деле возможно в случае галофильной (тиофильной) атакинуклеофила. Поэтому нами был предложен соответствующий механизм образования 85,включающий и галофильную (вероятно, гидроксид-ионом), и тиофильную атаку [163].MeClMeBMe_MeMeS54S_MeSClMeSMe86SMe85Me87И хотя перегруппировка дисульфидов 87 → 85, которая трактуется как двойной [2,3]сигматропный сдвиг, известна и протекает при комнатной температуре самопроизвольно [165],образование предшественников 86 и 87 отнюдь не доказано.
Дополнительные сомненияпривносит факт слабой зависимости соотношения 84/85 от среды, поскольку эти продуктыформируются в результате совершенно разных процессов. Впечатление такое, что дисульфид85 может побочно образовываться из соответствующего 1-тиониабициклобутана, однако этотпуть не поддаётся рационализации. Вопрос, таким образом, вряд ли можно считать решенным;некоторым утешением может служить то обстоятельство, что речь идёт об особенностиреакции, которая вряд ли имеет серьёзное препаративное значение.83Если оценивать препаративное значение взаимодействия(-галогеналкил)тииранов сфенолами, то вероятно можно утверждать, что оно наиболее велико для получения 3арилокситиетанов,хотябыпопричинебезальтернативности.Такимпутёмизэпитиохлоргидрина (41a) и фенолов с донорными либо слабо акцепторными заместителямибыла синтезирована серия подобных тиетанов [49].
Однако в этой серии примеровприсутствовал единственный представитель 88a, полученный из 4-нитрофенола с сильноакцепторной группой в ароматическом ядре. Вместе с тем, 3-арилокситиетаны с акцепторнымизаместителями (CO2R, CHO, NO2) в ядре выглядели любопытными билдинг-блоками дляполучения разнообразных производных именно с участием этих групп. В связи с этим из 41a исоответствующих фенолов нами был синтезирован набор 3-арилокситиетанов 88a-h сподобными заместителями [163, 166].
Из двух вариантов условий очевидное преимуществоимеет использование водного метанола при умеренном нагревании, хотя выход существеннозависит и от степени сложности очистки продуктов, связанной с их свойствами, что такжеотмечалось ранее [49].ConditionsProduct (yield, %)Lit.4-O2NC6H4KOH, H2O, rt, 48 h88a (39)[49, 166]2-O2NC6H4-----//-----88b (35)[166]3-O2NC6H4-----//-----88c (33)[166]5-Me-2-O2NC6H3-----//-----88d (45)[166]3-Me-4-O2NC6H3-----//-----88e (19)[166]88f (61)[163]88g (69)[163]_ 88h (68)[163]ArOArClArOH, conditionsSS41a3-OHCC6H488a-h4-OHCC6H4NaOH, MeOH-H2O,4555 °C, 2 h-----//-----4-MeOCOC6H4-----//-----4-HOOCC6H4-----//-----OH88i (93)[163]Сложноэфирная группа соединения 88h может быть гладко гидролизована осторожнойобработкой водной щёлочью на холоду с образованием кислоты 88i, тогда как повышениетемпературы реакции значительно снижает выход из-за осмоления.
По нашим данным [163],альдегиды 88f,g и кислота 88i вступают в нормальные реакции функциональных групп безразрушения тиетанового цикла.843.2.5. Взаимодействие (хлорметил)тиирана с сульфонамидами. Синтез и свойстваN-(ариламино)тиетанов [167]Общеизвестно, что сульфонамиды со свободными NH-группами по свойствам отчастинапоминают фенолы. Во многом это определяется близкими значениями констант кислотностианалогичных представителей этих классов соединений, что хорошо иллюстрирует, скажем,триада фенол-метансульфонанилид-бензолсульфонанилид с соответствующими значениями pKaв воде 10.0 [168], 8.8 [169] и 8.2 [170]. Правда, для сульфонамидов в сравнении с феноламиимеется дополнительная «степень свободы» строения функции в связи с возможностьюварьирования заместителя (со своими электронными и пространственными эффектами) наатоме серы.
Скорее всего, сульфонамидат-анионы существенно превосходили бы феноляты понуклеофильности, если бы не значительный объём сульфонильной группы, создающийсерьёзные стерические помехи атаке атома азота. В целом сульфонамиды и фенолы сходнымобразом ведут себя во многих превращениях, в том числе, в реакциях алкилирования.
Однакоесли взаимодействие фенолов с эпитиохлоргидрином (41a) и его гомологами изучено, как мывидели, достаточно подробно, то соответствующие реакции сульфонамидов в литературе вовсене встречались и привлекли поэтому наше внимание.Для исследования мы выбрали набор сульфонамидов 89a-f с различным характеромзаместителей. Предварительные опыты по алкилированию 89c эпитиохлоргидрином вприсутствии KOH при нагревании до 60–70 °С показали, что при этом в этаноле образуетсятииран 90c, в воде – тиетан 91c, а в метаноле – их смесь в соотношении 1:5, то есть этотсульфонамид ведет себя действительно подобно фенолу. Как обычно, выход продуктовсущественно снижает образование олигомерных побочных продуктов из 41a, количествокоторых несколько уменьшается в случае работы при комнатной температуре с достаточноразбавленным раствором небольшого избытка KOH как при «тиирановом», так и при«тиетановом» направлении, и именно эти условия были использованы далее.
Попутнообнаружено, что использование DMF не улучшает выход тиирана 90c, поскольку форсирует иолигомеризацию.Исследование влияния заместителей на результат алкилирования показало, что заменафенилсульфонильной группы на мезильную на атоме азота лишь незначительно отражается нарезультате. Напротив, влияние другого заместителя выражено чрезвычайно резко, причёмгораздо сильнее на выходе тииранов 90, чем тиетанов 91.85RSO2KOH, EtOHrt, 10 hNR'ClSS41a90a-fRSO2NHR'KOH, H2Ort, 10 hS91a-fProduct(yield, %)RR'PhH89a90a (0)91a (25)Bn89b90b (10)91b (5)Ph4-MeOC6H489c90c (38)91c (62)Ph4-O2NC6H489d90d ( 0)91d (30)Me4-MeOC6H489e90e (34)91e (56)MeNaphth-1-yl89f90f (0)91f (25)PhNSO2R89a-fStartingmaterialR'Так, переход от сульфанилидов 89c-f к N-бензилсульфонамиду 89b и первичному аналогу89a сильно ухудшает результат превращений обоих типов: продукты 90b и 91a,b удалосьвыделить лишь с небольшим выходом и ценой значительных усилий, а соединение 90aполучить вообще не удалось.
Роль электронных эффектов в «анилиновом» заместителе такжевелика: в то время как в случае сульфонамидов 89c,e с донорным заместителем оба типапродуктов получаются успешно, из акцепторно замещённого сульфонамида 89d тииран 90d неполучается вовсе, хотя выход тиетана 91d всё ещё остается приемлемым. Аналогичнаяситуация имеет место для сульфонамида 89f с объёмистой 1-нафтильной группой, где, судя повсему, уменьшение стерической доступности нуклеофила гораздо сильнее отражается наскорости раскрытия тииранового цикла 41a с нарастающей координацией в переходномсостоянии, нежели на скорости рекомбинации с катионом 78 – стадии, которая вероятно неявляется определяющей скорость процесса в целом. Между прочим, стерическая загруженностьатома азота в соединении 91f весьма высока, поскольку в его спектрах ЯМР различаютсяхимические сдвиги всех протонов тиетанового цикла и ядер углерода обеих метиленовых группвследствие заторможенного вращения вокруг связи СAr–N и возникающей из-за этого осевойхиральности молекулы.Для объяснения полученных результатов полезно сравнить параметры кислотностисульфонамидов, представленные в табл.
4. Как видно, замена фенильного заместителя на атомеазота на бензильный или атом водорода приводит к уменьшению кислотности, что резковыражено в DMSO, в то время как вода проявляет нивелирующий эффект. Систематическиеданные в этаноле отсутствуют, но фрагментарные позволяют утверждать, что в этомрастворителе ситуация промежуточная [171].86Таблица 4. Кислотность некоторых сульфонамидовСульфонамидPhSO2NH2 (89a)PhSO2NHBn (89b)PhSO2NHPhPhSO2NHC6H4OMe-4 (89c)PhSO2NHC6H4NO2-4 (89d)pKa в H2O [лит.]9.4 [171]10.8 [173]8.2 [170]9.1 [170]6.8 [170]pKa в DMSO [лит.]15.2 [172]15.7 [174]12.0 [175]14.2 [170]10.2 [170]Вероятно, относительно высокая кислотность сульфонанилидов вызвана мезомернымэффектом арильной группы, а низкая кислотность сульфонамида 89b, даже более низкая, чемдля 89a, не в последнюю очередь связана с сольватационными проблемами, болеесущественными в воде.Судя по всему, зависимость скорости тиетанилирования сульфонамидов от их pKa вотсутствие стерических помех имеет колоколообразный характер в связи с тем, что по мереувеличения кислотности нарастает концентрация необходимого сульфониламидат-аниона,однако падает его нуклеофильность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
